EFECTO DEL IMPACTO DE VEHÍCULOS EN MOVIMIENTO. (II)

Los recientes trabajos de algunos investigadores sobre el comportamiento dinámico de puentes mas propiamente de vehículos en movimiento sobre puentes se han centralizado sobre un recurso analítico modelando el puente como una viga simplemente apoyada o una losa simplemente apoyada bajo cargas constantes móviles o pulsaciones (modelo de carga móvil). El efecto dinámico bajo diferentes velocidades de la carga móvil y diferentes relaciones de amortiguación fueron estudiados de esto se establece que la velocidad de los vehículos y el periodo fundamental del puente predominan en el comportamiento dinámico
de un puente.
Como la mayoría de los puentes se componen de vigas y losas se han analizado este sistema bajo cargas móviles vehiculares son el método de los elementos finitos.
Basados en análisis analíticos y estudios de mediciones de campo; las características de la respuesta dinámica de puentes bajo cargas móviles puede resumirse en los siguientes hechos.

EFECTO DEL IMPACTO DE VEHÍCULOS EN MOVIMIENTO. (I)

Vehículos tales como camiones y trenes pasando puentes a cierta velocidad causan efectos dinámicos entre ellos vibraciones globales y efectos locales de martillo. Las cargas dinámicas para movimiento de vehículos son considerados “impacto” en la ingeniería de puentes por la relativa corta duración. La magnitud de la superficie y características dinámicas del vehiculo tales como la velocidad del movimiento, sistema de amortiguación, de distinta forma las cargas de terremoto pueden causar vibración en el puente en las direcciones longitudinal, transversal y vertical, el movimiento de vehículos principalmente excita vibraciones verticales del puente. El efecto del impacto influencia primeramente a la superestructura y algo a los miembros de la subestructura arriba del suelo porque la energía puede disiparse efectivamente en miembros bajo el suelo por el soporte que tienen.
Sin embargo la interacción entre movimiento de vehículos y puentes es mas complejo, los efectos dinámicos de vehículos en movimiento sobre puentes son medidos por asignación de carga dinámica IM sumando a la carga estática viva (LL) en las especificaciones corrientes de diseño de puentes. De acuerdo a las especificaciones de la AASHTO y AREA es dado por

Formulación de no linealidad del comportamiento del material.

Están basados en las relaciones de tensión-deformación, con criterios de investigación de algunos autores tanto para el concreto como para el acero.

ANÁLISIS NO LINEAL DE ESTRUCTURAS DE PUENTE - Formulación de la no linealidad geométrica (II)

ANÁLISIS NO LINEAL DE ESTRUCTURAS DE PUENTE - Formulación de la no linealidad geométrica (I)

La no linealidad geométrica puede ser considerada en la formulación de las matrices de rigidez de un elemento. La ecuación matricial que relaciona la fuerza-deformación es
{F}= [K]·{D} (4.28)
Donde {F} = Fuerza
{D} = Desplazamiento
[K] = Matriz de rigidez
Para un elemento unidimensional en el plano es como se muestra en la figura 4.35.

Donde A = Sección transversal (área)
E = Modulo de Elasticidad
L = Longitud del miembro

ANÁLISIS NO LINEAL DE ESTRUCTURAS DE PUENTE - Lineamiento General. (II)

- Para no linealidad del acero, debe tomarse en cuenta la fluencia, deformación de endurecimiento y rotura. Para la no linealidad del concreto, debe usarse una relación completa tensión-deformación (en compresión sobre la última deformación). Debe despreciarse la resistencia a la tracción del concreto.

- Otras no linealidades más importantes son la interacción suelo-fundaciónestructura, medios o recursos de modificación de respuesta sísmica (amortiguadores y aisladores sísmicos), conexión flexible, las aberturas por ejemplo de las juntas de dilatación cuando están cerradas y abiertas deben
considerarse cuidadosamente.

ANÁLISIS NO LINEAL DE ESTRUCTURAS DE PUENTE - Lineamiento General. (I)

Los siguientes lineamientos pueden ser usados para seleccionar el tipo de análisis.
- Análisis de primer orden pueden ser adecuados para puentes curvos y de vanos medianos. Un análisis de segundo orden es necesario para puentes de vanos grandes, altos y esbeltos. El análisis de segundo orden verdadero es generalmente innecesario para estructuras de puentes.

- Un análisis elástico es suficiente para el diseño basado en la resistencia del material. El análisis inelástico puede ser usado en el diseño basado en el desplazamiento.
- El efecto de arqueo (efecto de flexión sobre miembros de deformación axial) el efecto de Wagner (efecto de los momentos de flexión y fuerzas axiales a través de desplazamientos asociados con los miembros torsionandose)y el efecto de corte sobre miembros sólidos anchos pueden ser ignorados para muchas
estructuras de puentes.